Общий расход , м /с, вычисляют как сумму послойных расходов по формуле
(6)
где - количество послойных отсеков.
4.7.3.3 При обработке данных допускается применять общеизвестные методы вычисления интеграла - метод прямоугольников и метод трапеций.
В первом случае (рисунок 3) средней скоростью в отсеке считают скорость в плоскости луча, проходящего через этот отсек. Границами отсеков по горизонтали являются линии, расположенные на половине расстояния между соседними преобразователями (лучами) в их общей матрице. Шириной отсека является ширина русла на глубине данного луча. Во втором случае среднюю скорость в отсеке определяют как среднее от двух значений скорости потока в плоскостях лучей, ограничивающих этот отсек. Средней шириной отсека является среднее от двух значений ширины русла на глубине этих лучей.
591 × 257 пикс.   Открыть в новом окне |
Рисунок 3 - Пример расчета расхода методом послойных сечений
4.7.3.4 Некоторыми особенностями отличается обработка данных в крайних отсеках. В методе прямоугольников верхний отсек ограничен снизу линией на расстоянии, равном 0,5 расстояния от самого верхнего активного луча до соседнего снизу. Сверху отсек ограничен водной поверхностью. Средняя скорость в отсеке - это скорость, измеренная верхним активным лучом.
Средняя ширина отсека - это средняя ширина русла, вычисленная как среднее значение от ширины русла в верхнем луче и ширины русла по урезам воды. Последнее значение может быть получено интерполяцией между известными значениями ширины русла в плоскости самого верхнего луча и в плоскости ближайшего к поверхности, но не погруженного в поток преобразователя.
Высотой отсека является разность отметок высот верхнего луча и водной поверхности. Расход через самый нижний отсек, ближайший к дну, вычисляют по такому же принципу.
4.7.3.5 Информация, полученная от луча, находящегося в потоке близко к поверхности, часто бывает недостоверной из-за помех, вызванных поверхностным отражением сигнала. Поэтому в приведенных выше вычислениях ее используют только как информацию о положении самой высокой точки потока для определения ширины русла по урезам воды.
4.7.3.6 При обработке крайних отсеков методом трапеций необходимы определенные условные допущения (4.7.3.4), касающиеся скоростей потока на его поверхности и у дна, так как эти значения необходимы для расчета средней скорости отсека.
4.7.3.7 При небольших размерах донного отсека можно принять следующие допущения для оценки донной и поверхностной скоростей:
- найденную с помощью верхнего луча скорость приравнивают к средней скорости верхнего отсека;
- придонную скорость определяют по значению, найденному в верхнем отсеке и корректируют с помощью коэффициента, найденного эмпирически (например гидрометрической вертушкой).
Обычно этот коэффициент лежит в диапазоне от 0,4 до 0,8.
4.7.4 Вычисление расхода в многолучевых системах при пропадании некоторых лучей
4.7.4.1 При случайном исчезновении отдельных лучей, из-за отказов в работе преобразователей или других элементов аппаратуры, результат измерений расхода должен быть вычислен (точность вычисления в этом случае может быть меньше). Степень уменьшения точности будет зависеть от отношения числа пропавших лучей к числу действующих, а также от их взаиморасположения.
4.7.4.2 При сбое в работе некоторых преобразователей расчет проводят по укрупненным отсекам, которые включают в себя отсеки дефектных преобразователей и которые в этом случае измеряют ближайшими действующими лучами. Алгоритм вычислений должен обеспечить при этом минимальное снижение точности результата измерений.
4.8 Градуировка и поверка измерительной системы
4.8.1 Градуировку измерительной системы следует проводить регулярно и в каждом случае изменения геометрических параметров русла на участке измерения. Градуировка может осуществляться при помощи гидрометрических вертушек или ультразвуковых измерителей скорости.
4.8.2 Однолучевые системы с неподвижными преобразователями
В этом случае необходима градуировка с вычислением средней скорости в створе по измеренному полю скоростей и нахождением коэффициента скорости, который связывает среднюю скорость со скоростью, измеряемой преобразователями (формула 5). Найденный коэффициент скорости в таком случае компенсирует также погрешности, обусловленные неточным определением угла , под которым направлен луч по отношению к направлению потока, и длины самого луча.
4.8.3 Однолучевые системы с подвижными преобразователями
В результате градуировки в этом случае определяют ту глубину, на которой следует установить подвижные преобразователи, чтобы измеренный с их помощью расход был равен среднему в живом сечении створа. С этой целью необходимо, как и в предыдущем случае, определить поле скоростей с построением эпюры и нахождением глубины, на которой скорость равна средней по сечению. Для нахождения поля скоростей можно использовать гидрометрические вертушки или портативные ультразвуковые или иные аттестованные измерители скорости.
4.8.4 Методика поверки ультразвуковой измерительной системы - по МИ 1759-87 [1]. Погрешности поверок и их результаты - по ПР 50.2.006-94 [2].
4.9 Погрешности измерений